[發明專利]一種用于動態二次離子質譜儀的樣品的制備方法及其制得的樣品

有效

• 申請號: 202010055783.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111257071B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 吳夢雪;劉嘉輝;朱雷;華佑南;李曉旻
• 申請（專利權）人: 勝科納米（蘇州）股份有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36;G01N27/62
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 邊人洲

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種用于動態二次離子質譜儀的樣品的制備方法及其制得的樣品，該方法包括以下步驟：將邊長或直徑小于等于2mm的樣品的待測面朝下放置在平整的載體上，所述載體的熔點高于250℃；在樣品的兩側放置固定片，固定片的一面與載體的上表面貼合，固定片具有導電性且熔點高于250℃；沿固定片和樣品的外圍放置阻擋物，阻擋物的底面與載體的上表面貼合；在阻擋物內的載體上加入液體鑲埋材料，至鑲埋材料凝固；取出得到兩側連接有固定片的樣品。本發明提供了DSIMS測試小樣品的一種可行方案，制備的樣品提高DSIMS測試腔的真空值，降低測試元素的檢測極限。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種用于動態二次離子質譜儀的樣品的制備方法及其制得的樣品。

背景技術

在半導體技術領域的失效分析和表征方法中，離子摻雜濃度經常使用動態二次離子質譜儀(DSIMS)來測試。而尺寸小于2mm的小樣品的DSIMS測試卻是一個挑戰。原因在于DSIMS的測試樣品表面需要水平，并在大范圍(比如3mm)內高度一致，否則會引起電場不均勻，出現信號表面磁場分布不均，測量信號偏低等邊緣效應問題，導致結果不準確。樣品傾斜也會導致同樣問題。

對于小樣品DSIMS的制備，當前常用的方法是選擇和小樣品厚度接近的硅片，貼在小樣品四周，盡量保證小樣品表面大面積范圍內是水平的。此方法存在很多不足，不同的小樣品厚度不同，找到完全相同厚度的硅片基本不可能，需要事先制備厚度類似的硅片，操作起來非常麻煩。另外，硅片貼在樣品周圍，最多可以貼合3個邊，硅片和樣品接觸的地方也有一定的狹縫，抵消電場不均勻的效果不好，測試結果不準確。

為了確保結果準確可靠，需要進行特殊的樣品制備，盡量消除樣品和周圍的高度差。可選用有機鑲埋材料將樣品嵌入，以保證材料與樣品周圍比較完美的貼合。但是有機材料并不導電，只有在表面鍍金的情況下，才可以進行DSIMS測試，此方法可以抵消電場不均勻導致測試結果不準確的問題。然而有機材料在高真空環境中會釋放氣體，使DSIMS樣品腔內C、H、O含量升高，從而影響DSIMS樣品腔的真空度，使得測試結果不夠理想。如何增加樣品整體的導電性，并且減少有機材料的使用成為解決問題的關鍵。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

本發明使用固定片墊在樣品周圍，再來進行鑲埋，可以很好的解決樣品整體導電性的問題。如果樣品待測面有必要進行研磨，平整的固定片如硅片或金屬片可以保護樣品，避免研磨傾斜而導致測試結果不準確。樣品表面處理完畢之后，將整個樣品從背面研磨到很薄，盡量減少有機鑲埋材料的體積，可以有效避免對DSIMS腔體真空度的影響，而使得測試結果更準確可靠。

具體地，本發明提供一種用于動態二次離子質譜儀的樣品的制備方法，包括以下步驟：

將邊長或直徑小于等于2mm的樣品的待測面朝下放置在平整的載體上，所述載體的熔點高于250℃；

在所述樣品的兩側放置固定片，所述固定片的一面與所述載體的上表面貼合，所述固定片具有導電性且熔點高于250℃；

沿所述固定片和所述樣品的外圍放置阻擋物，所述阻擋物的底面與所述載體的上表面貼合；

在所述阻擋物內的載體上加入液體鑲埋材料，至所述鑲埋材料凝固；

取出得到兩側連接有固定片的樣品。

由于DSIMS(動態二次離子質譜儀)測試中樣品臺的特殊性，過小的樣品會面臨無法測試的風險。本發明提供的用于動態二次離子質譜儀的樣品的制備方法，固定片放置在樣品的兩側，并且均位于平整的載體上，使得待測樣品和固定片的底面水平；阻擋物圍繞固定片和樣品的外圍放置，添加鑲埋材料后使得樣品、固定片和阻擋物均固定在載體上，這樣得到的兩側連接有固定片的樣品的下表面很平。

進一步地，所述方法還包括研磨所述兩側連接有固定片的樣品的側面和背面以去除鑲埋材料。